Badanie roli światła laserowego 905 nm w opóźnianiu zmęczenia mięśni

Przesłanki, cele i znaczenie Niedawne badanie wykazało, że światło bliskiej podczerwieni (NIR) o niskim natężeniu i długości fali 810 nm stosowane przed ćwiczeniami powoduje wzrost wydajności i zmniejszenie stresu oksydacyjnego oraz uszkodzeń mięśni (1). Inne badanie przeprowadzone przez tę samą grupę przy użyciu światła o długości fali 830 nm wykazało opóźnienie zmęczenia mięśni wywołanego wysiłkiem fizycznym, gdy zastosowano je przed ćwiczeniami (2). Szereg badań wykazało różne wyniki stosowania światła bliskiej podczerwieni w uśmierzaniu bólu, stanów zapalnych i gojeniu się ran. Wyniki często różnią się częściowo ze względu na różnicę w długości fali i intensywności źródła światła oraz różnice w głębokości penetracji światła. Wiadomo, że światło czerwone i NIR w znacznym stopniu penetruje tkanki biologiczne. Na przykład w niedawnym badaniu przedstawiono jakościowe dowody na to, że światło o długości fali 830 nm znacznie przenikało przez tkankę miękką zwłok i ludzką rękę in vivo (3). Właściwości optyczne różnych ludzkich tkanek badano przy długości fali od 800 do 950 nm, dzięki czemu badacze mogą dokładnie obliczyć rozkład bliskiej podczerwieni w odniesieniu do efektów fizjologicznych. Śledczy są dobrze wyposażeni do przeprowadzenia tego za pomocą oryginalnego, skalibrowanego programu Monte Carlo. Mechanizm działania światła czerwonego do NIR o niskim natężeniu został dość dobrze zbadany i uważa się, że zachodzi poprzez absorpcję światła przez mitochondrialną oksydazę cytochromu c, co prowadzi do produkcji energii w naświetlanych komórkach (4). Nie badano wpływu oświetlenia PODCZAS aerobowej fazy forsownych ćwiczeń. Badacze stawiają hipotezę, że zwiększona energia przekazywana komórkom podczas fazy tlenowej znacznie opóźni zmęczenie mięśni.

wskaźnik zmęczenia i poziom mleczanu we krwi zostaną wykorzystane do porównania różnych zabiegów laserowych. Innym nowatorskim aspektem tego badania jest włączenie światła NIR przy 905 nm. Hipotetyczny mechanizm opóźnienia zmęczenia mięśni to inicjowane światłem uwalnianie tlenu z cząsteczek hemoglobiny za pomocą światła laserowego o długości fali 905 nm, co powoduje zwiększone natlenienie miejscowej tkanki. Laser może nieznacznie podgrzać tkankę, więc nie jest jasne, czy uwalnianie tlenu jest spowodowane mechanizmem termicznym czy fotochemicznym. Niedawne badanie światła o niskim poziomie (660 nm, 350 mW, 15 minut) nie wykazało żadnych mierzalnych zmian w miejscowym natlenieniu tkanek u zdrowych uczestników (5). Inne niedawne badanie z użyciem bardziej intensywnego źródła światła (laser K przy 800, 907 i 970 nm, 3 W, 4 minuty) wykazało zwiększony przepływ krwi w ramieniu po napromieniowaniu laserem NIR (6). Autorzy nie mierzyli jednak temperatury naświetlanej tkanki.

W proponowanym badaniu badacze będą utrzymywać stałą intensywność światła o długości fali 800 nm we wszystkich próbach. Proponowane badanie będzie obejmowało gromadzenie danych dotyczących temperatury powierzchni podczas zabiegu, aby rozpocząć dokumentowanie, czy w mechanizmie bierze udział ogrzewanie tkanek. Grubość tkanki tłuszczowej (obliczona na podstawie grubości fałdu skórnego) zostanie wykorzystana w symulacji Monte Carlo do obliczenia frakcji światła, która ma dotrzeć do mięśni każdego uczestnika. Będzie to pierwszy raport z dozymetrii optycznej w funkcji grubości tkanki tłuszczowej i pozwoli oszacować, ile światła przyłożonego na powierzchnię skóry jest w stanie przeniknąć do mięśni, które mają być zajęte. Wyniki tego badania pomogą klinicystom zoptymalizować leczenie dla poszczególnych pacjentów.

1. Thiago de Marchi, Ernesto Cesar Pinto Leal Junior i wsp. Terapia laserowa niskiego poziomu (LLLT) w bieganiu o progresywnej intensywności u ludzi: wpływ na wydajność ćwiczeń, stan mięśni szkieletowych i stres oksydacyjny. (2012) Lasery w naukach medycznych 27:231236.
2. Ernesto Cesar Pinto Leal Junior, Rodrigo Alvaro Brandao LopexMartins et al. Wpływ terapii niskopoziomowej 830 nm na zmęczenie mięśni szkieletowych wywołane wysiłkiem fizycznym u ludzi. (2009) Lasery w naukach medycznych 24:425431.
3. Jared Jagdeo, Lauren Adams i in. Przezczaszkowa transmisja światła czerwonego i bliskiej podczerwieni w modelu ze zwłok. (2012) PLOS JEDEN 7:10 e47460
4. Janis Eells, Margaret WongRiley i in. Transdukcja sygnału mitochondrialnego w przyspieszonym gojeniu się ran i siatkówki za pomocą terapii światłem bliskiej podczerwieni. (2004) Mitochondrium wrzesień; 4(56):55967.
5. Franziska Heu, Clemens Forster, Barbara Namer, Adrian Dragu, Werner Lang. Wpływ laseroterapii niskoenergetycznej na przepływ krwi i wysycenie tlenem hemoglobiny skóry stóp u osób zdrowych: badanie pilotażowe. (2013) Laseroterapia 22(1): 2130.
6. Kelly Larkin, Jeffrey Martin, Elizabeth Zeanah, Jerry Tue, Randy Braith, Paul Borsa. Przepływ krwi w kończynach po laseroterapii klasy 4. (2012) Dziennik treningu sportowego. 47(2): 178183.